Notes de cours

Module 4 – Astronomie Notes de cours
Mouvement du soleil et de la lune
•
Éclipse : C’est la disparition temporaire complète ou partielle d’un astre due à son passage
dans l’ombre ou la pénombre d’un autre.
Éclipse de Lune
• Cette éclipse se produit lorsque la Terre se place entre le Soleil et la Lune.
• Il y a alors un alignement :
Soleil –Terre – Lune
Les phases de la Lune.
•
•
La Lune est l’astre le plus proche de la Terre. Elle est moins large que les Etats-Unis.
La Lune a toujours une face éclairée soit celle qui est tournée vers le Soleil.
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Éclipse de Soleil
Cette éclipse se produit lorsque la Lune se place entre le Soleil et la Terre.
Alignement :
Soleil - Lune – Terre
•
Si la Lune cache entièrement le Soleil, l'éclipse est totale. Si la Lune ne cache le Soleil
qu'en partie, l'éclipse est partielle. Dans certains cas, la Lune laisse un anneau de Soleil visible :
éclipse annulaire
Mouvement de la Terre par rapport au Soleil
•
•
La Terre tourne autour du Soleil, cette révolution prend 365 jours ( 1 année )
Comme son axe est incliné (23°), l’un des hémisphères est toujours plus incliné vers le Soleil
que l’autre.
• Il reçoit donc plus de lumière et de chaleur
***Les équinoxes et solstices représentent le début de chaque saison
Solstice
•
Période de l’année ou le soleil atteint son plus grand éloignement angulaire du plan de l`équateur.
Le jour du solstice d'été est le jour le plus long de l'année tandis que le jour du solstice d'hiver est
le jour le plus court de l'année
L’équinoxe
•
Au printemps et à l’automne, la longueur du jour et de la nuit est égale sur toute la planète.
L’été ( Solstice ) :
L’hémisphère Nord est incliné vers le Soleil.
Printemps et automne ( Équinoxes ) : Les deux hémisphères s’inclinent également vers le Soleil.
L’hiver ( Solstice ) :
L’hémisphère Nord s’éloigne du Soleil.
Modèles géocentriques et héliocentriques
Modèle géocentrique : Modèle du système solaire où la Terre est le centre de l’univers.
***Ce modèle n’est plus accepté à l’heure actuelle.
Modèle héliocentrique :
solaire
Nicolas Copernic propose un nouveau modèle du système
où le Soleil est le centre de l’Univers.
Le système solaire
Les planètes et leur distance
•
Les planètes tournent autour du Soleil suivant un trajet appelé orbite. Le temps que la
planète Terre prend pour faire le tour du Soleil est de 365 jours soit une année.
Les planètes proches ou internes
•
Mercure, Vénus, Terre et Mars
composées de roches et de fer, relativement petites,
proches du Soleil.
Les planètes éloignées ou externes
•
Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune
composées d’hydrogène, d’hélium et de glace,
grosses planètes.
Pluton ???? Ce n’est pas une planète maintenant
Une échelle de la distance pour comparer les planètes
L’unité astronomique
Cette échelle est établie à partir de la Terre (Notre planète). Les distances en astronomie sont
très grandes. Dans notre système solaire on utilise l’unité astronomique (UA)
UA= distance moyenne entre la Terre et le Soleil soit 149 599 000km.
Donc, Terre est à 1 UA du Soleil
Mercure est à 0,39 U du Soleil
Autres corps du système solaire
Astéroïde
•
Il s'agit d'un petit corps rocheux gravitant autour du Soleil (exemple, la ceinture d'astéroïdes
entre Mars et
Jupiter).
• Un astéroïde est une petite planète de quelques kilomètres de diamètre qui ne possède
aucune activité propre.
Météores et météorites
•
Une étoile filante n'est pas une étoile. C'est un météore. C'est un corps céleste rocheux qui
brûle en rentrant dans l'atmosphère terrestre.
•
Si les fragments sont assez gros, ils peuvent s'écraser sur Terre et on les appelle alors des
météorites.
Une comète
•
C’est un petit corps fait de glace qui orbite autour du soleil.
Le Soleil
•
•
Le Soleil est une étoile composée surtout d’hydrogène, le plus léger des gaz.
Son diamètre est 110 fois plus grand que la planète Terre. Il mesure 4 millions de Km de
diamètre.
• La surface du Soleil bouillonne constamment. Sa lumière traverse l’espace et réchauffe la
Terre.
• C’est l’étoile la plus près de la Terre.
Influence de la Lune sur la Terre : Les marées
Qu'est-ce qu'une marée?
Une marée est un mouvement périodique des eaux qui montent et qui descendent toutes les 6
heures environ dans tous les océans du monde. En une journée, il y a quatre marées : deux marées
basses et deux marées hautes.
•
•
C’est à cause de la force de gravité que la Lune exerce sur l’eau qu’il existe des marées.
Le soleil a également une influence sur les marées. Tous les corps célestes s’attirent. La
force d’attraction dépend de leur masse et de la distance entre les deux corps célestes.
Marée haute et marée basse
•
Lorsque que l’eau de la Terre est en face de la Lune, celle-ci se soulève en sa direction, ce
qui crée une marée en même temps des deux côtés de la Terre.
Influence du Soleil sur la Terre : Aurores boréales et australes
•
Le Soleil projette dans toutes les directions des petites particules chargées qui se déplacent à 400
Km à l’heure.
• On appelle ce phénomène les vents solaires.
• Ce vent traverse l’espace et parvient à la Terre en frappant dans les couches supérieures de
l’atmosphère de la Terre au pôle nord et au pôle sud.
• La Terre possède un champ magnétique. Les particules chargées du vents solaires sont attirées par le
champ
magnétique terrestre.
• L’énergie produit par le choc entre les particules et l’ai de l’atmosphère crée une lumière qu’on appelle
aurore.
Observation des corps célestes
Constellation et utilisation d’un cherche étoile


Dans le ciel, on peut observer des groupes d’étoiles. Depuis longtemps, on donne des noms
à ces groupes selon leur forme. Ces groupes d’étoiles se nomment des constellations.
Au Canada, il y a des constellations qui sont visibles toute l’année.
o
La Grande-Ourse, La Petite-Ourse,
Cassiopée
Composition d’un étoile
Spectre électromagnétique. p.462
Lumière visible. p.462
Spectroscope. p.462
Configuration spectrale. p. 464
Éléments dans l’atmosphère
d’une étoile.p.464
Luminosité des étoiles
•
•
La luminosité mesure la quantité totale d’énergie qu’émet une étoile à toutes les secondes.
***La luminosité d’une étoile dépend de sa distance et de sa taille ( grosseur ).
•
Couleur et température des étoiles
Les étoiles sont classées du bleu au rouge.
•
Plus une étoile est bleue, grande et brillante plus elle est extrêmement chaude. (20
000 à 35 000ºC)
•
Plus une étoile est rouge, petite et pâle, elle est relativement froide.(3000ºC)
•
Une étoile jaune comme le Soleil est relativement chaude. (6000ºC)
Taille et la masse des étoiles
•
•
On peut calculer la taille ou le rayon d’une étoile quand on connaît sa luminosité ou sa température.
Les étoiles n’ont pas toutes la même taille. Il y a des étoiles naines (0,10 fois le rayon du
Soleil) et des étoiles géantes (1 000 fois le rayon du Soleil).
Propriété des étoiles
Diagramme Hertzsprung-Russel (H-R)
• Le diagramme H-R représente la luminosité des étoiles en fonction de leur température et de
leur couleur. Ce
diagramme démontre qu’il y a un lien entre la couleur d’une étoile, sa température, sa
luminosité et sa masse.
• En connaissant la relation qui existe entre la luminosité et la température d’une étoile et en
connaissant sa
position dans le diagramme H-R, on peut déterminer de quel type est l’étoile et en évaluer
approximativement
la taille et la masse.
• Partant du haut à gauche, jusqu’en bas, à droite, on retrouve la séquence principale, qui
contient 90% des
étoiles connues. On y retrouve des étoiles bleues (très grandes, brillantes et chaudes)
jusqu’au étoiles rouges
(petites et pâles et froides) comme les naines rouges. Notre Soleil est au centre de la
séquence principale.
• Les 10% d’étoiles qui ne font pas partie de la séquence principale, sont soit plus brillantes et
froides ou plus
pâles et chaudes.
• Les étoiles brillantes et froides se retrouvent au-dessus de la séquence principale et elles
forment les supergéantes et les géantes rouges. Les étoiles pâles et chaudes se retrouvent en dessous de la
séquence
principale. Elles forment les naines blanches.
• La luminosité et la température des étoiles de la séquence principale dépendent de leur masse.
• Les étoiles passent par diverses étapes au cours de leur vie. C’est ce que nous verrons avec la
formation et
l’évolution des étoiles.
Pourquoi une étoile froide pourrait-elle sembler plus brillante qu’une étoile chaude?
• Une étoile froide peut sembler plus brillante qu’une étoile chaude si elle est plus grosse ou si
elle est plus
près de l’observateur.
Théorie de la nébuleuse solaire : La formation des étoiles
• La théorie de la nébuleuse solaire explique l’idée de base des astronomes sur la formation du
système solaire.
• Il y a deux théories pour expliquer la formation des étoiles et des planètes.
• La première théorie veut qu’une étoile soit entrée en collision avec le Soleil. Les débris de
cette collision
auraient formés les planètes.
• La deuxième théorie, qui est la plus reconnue aujourd’hui, est celle de la nébuleuse solaire.
• Lors de la formation de notre système solaire, les radiations ont fait exploser les plus petites
planètes qui se trouvaient les plus près du Soleil. La force de gravité de ces planètes n’était pas
assez grande pour maintenir une atmosphère. Ces planètes sont devenues les planètes proches
et rocheuses (Mercure, Vénus, Terre et Mars). Loin de la chaleur intense du Soleil, les planètes
éloignées ont conservé leur gaz. Elles sont devenues les planètes gazeuses géantes (Jupiter,
Saturne, Uranus et Neptune).
Théorie de la nébuleuse solaire
1. Sous l’effet de la gravité, les gaz et la poussière d’une nébuleuse se concentrent dans le milieu
interstellaire.
2. Sous l’action de la gravité, les régions extérieures du nuage de poussière se déplacent vers
l’intérieur du nuage.
3. Sous l’action de la force gravitationnelle, la nébuleuse se met à tourner sur elle-même autour
d’un axe de rotation et tourne de plus en plus vite.
4. Les gaz et les poussières se contractent vers le centre du nuage et tournent de plus en plus
vite. La température du nuage central augmente. La nébuleuse se rétrécie.
5. Il y a création d’une sphère centrale bien définie. La température atteint le seuil requis pour
que la fusion se déclenche. L’étoile commence à briller.
6. Certains amas autour du noyau central demeurent en orbite stable et formeront les planètes.
Types de galaxies
Les galaxies elliptiques: Semblent les plus courantes
• Elles ont la forme d’un ballon de football. Elles contiennent une population d’étoiles âgées,
alors il y a peu de gaz ou de poussières visibles.
Les galaxies spirales
Comme notre galaxie: La Voie Lactée
• Sont des disques aplatis contenant quelques étoiles âgées et un grand nombre d’étoiles
jeunes.
• Possède une grande quantité de gaz et de poussières, et de nuages (lieu de naissance des étoiles)
Les galaxies irrégulières
• N’ont pas de forme particulière. Elles contiennent un grand nombre d’étoiles jeunes et une
grande quantité de matière interstellaire. Elles sont souvent situées près de galaxies de plus
grande taille.
L’origine de la matière
• La théorie du big bang est l’explication scientifique
la plus largement acceptée sur l’origine de
l’Univers.
• Selon cette théorie, l’Univers a vu le jour en un
instant, il y a entre 15 et 20 milliards d’années. À
cette époque,
il n’y avait pas de galaxie et même pas d’atomes.
Dans ses débuts l’Univers était très petit et très
dense.
• Au début, l’Univers était compact et très chaud.
Depuis le big bang, qui a marqué l’expansion de
l’Univers,
celui-ci se refroidit.
• Les scientifiques avaient prédit qu’un Univers en
expansion se serait refroidi et aurait atteint une
température
variant entre –271oC et –263oC. Les températures
détectées par ces scientifiques se retrouvaient dans
cet éventail. Ceci a confirmé la théorie du big bang
sur la formation de l’Univers.